潘炳华，任芳，郭文，陶智

(1.中国燃气涡轮研究院，四川成都610500；2.北京航空航天大学，北京100191)

旋转状态下气膜冷却效率试验研究

潘炳华1，任芳1，郭文1，陶智2

(1.中国燃气涡轮研究院，四川成都610500；2.北京航空航天大学，北京100191)

以某型发动机高压涡轮转子叶片吸力面腮区气膜孔为研究对象，通过模拟发动机状态的模型试验，研究了旋转数、吹风比和主流雷诺数对气膜孔冷却效率的影响。结果表明，旋转会导致气膜覆盖区域向高半径方向偏转，且旋转数越大，偏转角度越大，气膜冷却效率越低；同时，旋转会弱化吹风比、主流雷诺数等对气膜冷气效率的影响。研究获得的旋转状态下涡轮转子叶片型面典型区域气膜冷却特性的试验数据，可为发动机转子叶片冷却设计提供参考。

航空发动机；涡轮叶片；气膜冷却；吹风比；旋转数

1 引言

气膜冷却是高负荷燃气涡轮上应用广泛的冷却方式之一。通过在壁面附近以一定角度射入一股低温气流，将高温燃气与壁面隔离，达到对受热壁面进行冷却、保护的作用。国外学者对此开展了广泛、深入的研究。如Ito等[1]在不同叶栅上研究了叶片表面曲率对气膜覆盖效果的影响；Drost等[2]对压力面和吸力面的气膜效率进行了对比研究，发现吸力面的气膜孔效率高于压力面；Gritsch等[3]研究了气膜孔几何形状对气膜效率和孔流量系数的影响。国内高校和科研院所近年来也对气膜冷却叶片进行了大量的数值研究。如曾军等[4]采用源项模拟技术对气膜冷却导向叶片进行了数值模拟，其结果与试验数据吻合较好；……